[go: up one dir, main page]

RU152470U1 - DEVICE FOR ISOLATING BUTANOL FROM AQUEOUS SOLUTIONS - Google Patents

DEVICE FOR ISOLATING BUTANOL FROM AQUEOUS SOLUTIONS Download PDF

Info

Publication number
RU152470U1
RU152470U1 RU2015102907/05U RU2015102907U RU152470U1 RU 152470 U1 RU152470 U1 RU 152470U1 RU 2015102907/05 U RU2015102907/05 U RU 2015102907/05U RU 2015102907 U RU2015102907 U RU 2015102907U RU 152470 U1 RU152470 U1 RU 152470U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
butanol
aerosol
pipe
aqueous solutions
Prior art date
Application number
RU2015102907/05U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Цовинар Саркисовна Гарибян
Валентин Бабкенович Акопян
Мария Владимировна Бамбура
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)"
Priority to RU2015102907/05U priority Critical patent/RU152470U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU152470U1 publication Critical patent/RU152470U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

1. Устройство для выделения бутанола из водных растворов, состоящее из рабочей емкости с постоянно поддерживаемым уровнем раствора, ультразвукового генератора фокусирующего ультразвук на поверхностный слой раствора, патрубка для подачи воздуха и канала для перемещения аэрозоля, отличающееся тем, что устройство снабжено гидрозатвором, установленным за резервуаром с концентрируемым раствором и выполненным виде ловушки для аэрозоля с возможностью его конденсации в раствор, при этом в верхней части гидрозатвора размещен патрубок для отвода воздуха, а в нижней части патрубок для отвода получаемого раствора с более высокой, чем в исходном растворе, концентрацией бутанола.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что патрубок, размещенный в нижней части гидрозатвора снабжен краником для отвода получаемого раствора.1. A device for separating butanol from aqueous solutions, consisting of a working tank with a continuously maintained level of the solution, an ultrasonic generator focusing ultrasound on the surface layer of the solution, a pipe for supplying air and a channel for moving the aerosol, characterized in that the device is equipped with a water seal installed behind the tank with a concentrate solution and a trap for an aerosol with the possibility of condensation into a solution, with a nozzle for opening ode of air, and in the lower part of the pipe to drain the resulting solution with a higher concentration of butanol than in the initial solution. 2. The device according to claim 1, characterized in that the pipe located in the lower part of the water seal is equipped with a faucet for draining the resulting solution.

Description

Полезная модель относится к биотехнологии и направлена, в частности, для выделения бутанола из разбавленных водных растворов и биотехнологических сред.The utility model relates to biotechnology and is aimed, in particular, for the isolation of butanol from dilute aqueous solutions and biotechnological media.

Традиционные технологии и устройства для выделения бутилового спирта из биотехнологической среды, состоящей в основном из воды сопряжены либо с большими затратами энергии, обусловленными высокой температурой кипения бутанола (118°C), (Сушкова В.И., Яроцкий С.В. Эффективность методов выделения продуктов ацетонобутиловой ферментации. Химия растительного сырья, 2011, №3, с. 5-14.), либо с необходимостью относительно частой замены или восстановления исходных свойств функциональных элементов: мембран или сорбентов, на которых осуществляется выделение бутанола (Шапошник В.А. Мембранная электрохимия. Соросовский Образовательный Журнал, 1999, №2, с.71-77). Из уровня техники известно устройство для выделения органических веществ с помощью первапорационного разделения жидких смесей по патенту РФ на изобретение (RU 2408416, МПК: B01D 61/00, опубл. 10.01.2011 Содержащее два контура, по которым циркулируют растворы органического вещества в воде разной температуры, которые отделены друг от друга двумя селективными по выделяемому органическому веществу мембранами из поли(1-триметилсилил-1-пропин) (ПТМСП), разделенными газовым зазором.Traditional technologies and devices for the separation of butyl alcohol from a biotechnological environment, consisting mainly of water, are associated either with high energy costs due to the high boiling point of butanol (118 ° C), (Sushkova V.I., Yarotsky S.V. Efficiency of separation methods acetone-butyl fermentation products. Chemistry of Plant Raw Materials, 2011, No. 3, pp. 5-14.), or with the need for relatively frequent replacement or restoration of the initial properties of functional elements: membranes or sorbents, on which butanol (Shaposhnik V.A. Membrane electrochemistry. Soros Educational Journal, 1999, No. 2, pp. 71-77). The prior art device for the separation of organic substances by pervaporation separation of liquid mixtures according to the patent of the Russian Federation for invention (RU 2408416, IPC: B01D 61/00, published January 10, 2011. Containing two circuits through which solutions of organic matter in water of different temperatures circulate which are separated from each other by two membranes made of poly (1-trimethylsilyl-1-propine) (PTMSP), which are selective in terms of the emitted organic matter, separated by a gas gap.

Основным недостатком известного устройства является необходимость замены или восстановления исходных свойств функциональных элементов - мембран.The main disadvantage of the known device is the need to replace or restore the original properties of functional elements - membranes.

Наиболее близко к предлагаемой полезной модели, относится устройство по патенту РФ на изобретение (RU 2376079, МПК: B05B 17/06, опубл. 20.12.2009), принятое нами за прототип и состоящее из рабочей емкости с постоянно поддерживаемым уровнем раствора и фокусирующим излучателем ультразвука, генерирующим аэрозоль из поверхностного слоя и обеспечивающее получение микронизированных частиц.Closest to the proposed utility model relates to a device according to the patent of the Russian Federation for invention (RU 2376079, IPC: B05B 17/06, publ. 12/20/2009), which we adopted as a prototype and consisting of a working tank with a constantly maintained solution level and a focusing ultrasound emitter generating aerosol from the surface layer and providing micronized particles.

Недостатком прототипа является то, что в данном конструктивном исполнении устройство не пригодно для концентрирования растворов бутанола.The disadvantage of the prototype is that in this design, the device is not suitable for the concentration of butanol solutions.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности метода выделения бутанола (бутилового спирта) из разбавленных водных растворов и упрощение конструкции.The objective of the proposed utility model is to increase the efficiency of the method of separation of butanol (butyl alcohol) from dilute aqueous solutions and simplifying the design.

Сущность полезной модели состоит в том, то устройство для выделения бутанола (бутилового спирта) из водных растворов содержит рабочую емкость, с постоянно поддерживаемым уровнем раствора, резервуар, подающий раствор в рабочую емкость, задатчик уровня концентрируемого раствора, ультразвуковой генератор, фокусирующий ультразвук на поверхностный слой раствора, патрубок для подачи воздуха, канал для прохода образовавшейся аэрозоля. Отличие, согласно полезной модели заключается в том, что устройство снабжено гидрозатвором, установленным за резервуаром с концентрируемым раствором и выполненным виде ловушки для аэрозоля с возможностью конденсации аэрозоля в раствор обогащенный бутанолом, при этом в верхней части гидрозатвора размещен патрубок для отвода воздуха, а в нижней части патрубок, снабженный краником для отвода получаемого раствора с более высокой, чем в исходной растворе, концентрацией бутанола.The essence of the utility model is that a device for separating butanol (butyl alcohol) from aqueous solutions contains a working tank with a constantly maintained solution level, a reservoir supplying the solution to the working tank, a level gauge of the concentrated solution, an ultrasonic generator focusing ultrasound on the surface layer solution, a pipe for supplying air, a channel for the passage of the resulting aerosol. The difference, according to the utility model, is that the device is equipped with a water trap installed behind the reservoir with the concentrate solution and made in the form of an aerosol trap with the possibility of condensation of the aerosol into the solution enriched with butanol, while a nozzle for venting air is placed in the upper part of the gas trap, and in the lower part parts of the pipe, equipped with a faucet to drain the resulting solution with a higher concentration of butanol than in the initial solution.

Технический результат состоит в том, что устройство по предлагаемой полезной модели может использоваться как в лабораторной, так и в промышленной практике, для концентрирования разбавленных растворов бутилового спирта.The technical result consists in the fact that the device according to the proposed utility model can be used both in laboratory and in industrial practice, for concentrating dilute butyl alcohol solutions.

Принцип работы заявленной полезной модели основан на известном эффекте поверхностной сорбции.The principle of operation of the claimed utility model is based on the known effect of surface sorption.

Реализация процесса сепарирования на предложенном устройстве для выделения бутанола осуществляется посредством ультразвукового генератора, фокусирующего ультразвук на подповерхностный слой жидкости и приводящего к образованию аэрозоля из поверхностного слоя, обогащенного бутанолом. Аэрозоль перемещается по каналу в гидрозатвор, где конденсируется в раствор, с более высокой, чем в исходном растворе, концентрацией бутанола.The implementation of the separation process on the proposed device for the separation of butanol is carried out by means of an ultrasonic generator that focuses the ultrasound on the subsurface liquid layer and leads to the formation of an aerosol from the surface layer enriched with butanol. The aerosol moves along the channel into the water trap where it condenses into the solution, with a higher concentration of butanol than in the initial solution.

Кроме того, заложенный принцип и техническая реализация полезной модели по сравнению с аналогами обеспечивают:In addition, the inherent principle and technical implementation of the utility model in comparison with analogues provide:

- снижение энергопотребления, так как образование аэрозоля не сопровождается затратой энергии на разрыв практически всех межмолекулярных связей, а нагревание среды не требуется;- reduction of energy consumption, since the formation of an aerosol is not accompanied by the expenditure of energy for breaking almost all intermolecular bonds, and heating of the medium is not required;

- исключение необходимости регенерации фильтров, сорбентов и других функциональных элементов.- eliminating the need for regeneration of filters, sorbents and other functional elements.

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых изображено:The proposed utility model is illustrated by drawings, which depict:

на фиг. 1 - схема устройства;in FIG. 1 is a diagram of a device;

на фиг. 2 - диаграмма проведенных экспериментов (зависимость коэффициента концентрирования бутанола от исходной концентрации раствора).in FIG. 2 is a diagram of the experiments (the dependence of the coefficient of concentration of butanol on the initial concentration of the solution).

Предлагаемая полезная модель состоит из рабочей емкости 1 с раствором, подлежащим концентрированию, резервуара 2 связанного с рабочей емкостью 1 через задатчик уровня концентрируемого раствора 3 и постоянно подающим в рабочую емкость 1 концентрируемый раствор, подвергаемый у поверхности действию фокусирования ультразвукового генератора 4, патрубка 5 для подачи воздуха, патрубка 6 для отвода воздуха, канала 7, для перемещения образовавшегося аэрозоля в гидрозатвор 8, выполненный в виде ловушки для аэрозоля, установленный последовательно за резервуаром 2, где аэрозоль трансформируется (путем конденсации) в раствор, и патрубка 9 с краником - для удаления получаемого раствора из гидрозатвора. Устройство работает следующим образом:The proposed utility model consists of a working tank 1 with a solution to be concentrated, a tank 2 connected to a working tank 1 through a level gauge of the concentrated solution 3 and constantly supplying a concentrated solution to the working tank 1, which is subjected to the focusing action of the ultrasonic generator 4 at the surface, pipe 5 for feeding air, pipe 6 for venting air, channel 7, for moving the resulting aerosol into a water lock 8, made in the form of an aerosol trap, installed sequentially for reservoir 2, where the aerosol is transformed (by condensation) into a solution, and a nozzle 9 with a faucet - to remove the resulting solution from the water seal. The device operates as follows:

Рабочая емкость 1 заполняется раствором, подлежащим концентрированию, постоянно поступающим из резервуара 2 и поддерживаемым на заданном уровне посредством задатчика уровня концентрируемого раствора 3. С помощью фокусирующего ультразвукового генератора 4 в рабочей емкости 1 из поверхностного слоя исходного раствора формируется обогащенный выделяемым веществом аэрозоль. По патрубку 5 в рабочую емкость 1 подается поток воздуха, который уносит образовавшийся аэрозоль через канал 7 в гидрозатвор 8, выполненный в виде ловушки для аэрозоля, где последний обратно конденсируется в раствор, обогащенным бутанолом. По патрубку 6, размещенному в верхнем части гидрозатвора 8, отводят воздух из гидрозатвора, а по патрубку 9 снабженному краником и размещенному в нижней части гидрозатвора 8 отводят полученный раствор с повышенной концентрацией бутанола.The working container 1 is filled with a solution to be concentrated, constantly coming from the tank 2 and maintained at a predetermined level by means of a level adjuster of the concentrated solution 3. Using a focusing ultrasonic generator 4, an aerosol enriched in the emitted substance is formed from the surface layer of the initial solution in the working container 1. An air stream is supplied through the nozzle 5 to the working container 1, which carries away the aerosol formed through the channel 7 to the air trap 8, made in the form of an aerosol trap, where the latter is condensed back into the solution enriched with butanol. Air is discharged from the water trap through a nozzle 6 located in the upper part of the water trap 8, and the solution obtained with a high concentration of butanol is discharged through a pipe 9 equipped with a faucet and placed in the lower part of the water trap 8.

Эффективность устройства подтверждается результатами проведенных на нем экспериментов и выраженных в виде:The effectiveness of the device is confirmed by the results of experiments conducted on it and expressed as:

- диаграммы (фиг. 2), где показана зависимость коэффициента концентрации бутанола (коэффициентом концентрирования Кс) в исходном растворе Сисх (температура исходного раствора 20°C), и в конечном растворе, полученном обратной трансформацией аэрозоля Скон.- diagrams (Fig. 2), which shows the dependence of the butanol concentration coefficient (concentration coefficient K s ) in the initial solution C ref (temperature of the initial solution 20 ° C), and in the final solution obtained by the reverse transformation of aerosol C con .

Ксисхкон K c = C ref / C con

- таблицы оценки степени показателя преломления бутанола (бутилового спирта) в исходном водном растворе и в полученном конденсате.- tables for evaluating the degree of refractive index of butanol (butyl alcohol) in the initial aqueous solution and in the resulting condensate.

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Из полученных данных следует, что чем выше концентрация раствора бутанола в воде, тем ниже коэффициент концентрирования. Такой характер зависимости не противоречит представлению о поверхностной сорбции, при которой разность концентраций поверхностно активного вещества у поверхности и в объеме, тем больше, чем ниже концентрация этого вещества в объеме.From the data obtained it follows that the higher the concentration of a solution of butanol in water, the lower the concentration coefficient. This nature of the dependence does not contradict the concept of surface sorption, in which the difference in the concentration of surfactant at the surface and in the volume, the greater, the lower the concentration of this substance in the volume.

Таким образом, совокупность отличительных признаков описываемого технического решения обеспечивает достижение указанного результата.Thus, the set of distinctive features of the described technical solution ensures the achievement of the specified result.

Полезная модель позволяет повысить эффективность метода выделения бутанола из разбавленных водных растворов, а бутанол (бутиловый спирт) использовать в различных отраслях промышленности, например, в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания.The utility model allows to increase the efficiency of the method of separation of butanol from dilute aqueous solutions, and butanol (butyl alcohol) can be used in various industries, for example, as fuel for internal combustion engines.

Claims (2)

1. Устройство для выделения бутанола из водных растворов, состоящее из рабочей емкости с постоянно поддерживаемым уровнем раствора, ультразвукового генератора фокусирующего ультразвук на поверхностный слой раствора, патрубка для подачи воздуха и канала для перемещения аэрозоля, отличающееся тем, что устройство снабжено гидрозатвором, установленным за резервуаром с концентрируемым раствором и выполненным виде ловушки для аэрозоля с возможностью его конденсации в раствор, при этом в верхней части гидрозатвора размещен патрубок для отвода воздуха, а в нижней части патрубок для отвода получаемого раствора с более высокой, чем в исходном растворе, концентрацией бутанола.1. A device for separating butanol from aqueous solutions, consisting of a working tank with a continuously maintained level of the solution, an ultrasonic generator focusing ultrasound on the surface layer of the solution, a pipe for supplying air and a channel for moving the aerosol, characterized in that the device is equipped with a water seal installed behind the tank with a concentrate solution and a trap for an aerosol with the possibility of condensation into a solution, with a nozzle for opening ode of air, and in the lower part of the pipe to drain the resulting solution with a higher concentration of butanol than in the initial solution. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что патрубок, размещенный в нижней части гидрозатвора снабжен краником для отвода получаемого раствора.
Figure 00000001
2. The device according to p. 1, characterized in that the pipe located in the lower part of the water seal is equipped with a faucet to drain the resulting solution.
Figure 00000001
RU2015102907/05U 2015-01-29 2015-01-29 DEVICE FOR ISOLATING BUTANOL FROM AQUEOUS SOLUTIONS RU152470U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015102907/05U RU152470U1 (en) 2015-01-29 2015-01-29 DEVICE FOR ISOLATING BUTANOL FROM AQUEOUS SOLUTIONS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015102907/05U RU152470U1 (en) 2015-01-29 2015-01-29 DEVICE FOR ISOLATING BUTANOL FROM AQUEOUS SOLUTIONS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU152470U1 true RU152470U1 (en) 2015-06-10

Family

ID=53297833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015102907/05U RU152470U1 (en) 2015-01-29 2015-01-29 DEVICE FOR ISOLATING BUTANOL FROM AQUEOUS SOLUTIONS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU152470U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU169234U1 (en) * 2016-11-24 2017-03-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) DEVICE FOR CONTINUOUS CONCENTRATION OF BUTANOL FROM DILUTED BINARY WATER-BUTANOL MEDIA
RU2636002C1 (en) * 2017-02-20 2017-11-17 Общество с ограниченной ответственностью ООО "Инжиниринговый центр "Зеленая химия" Method of butanol separation from cultural environment

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU169234U1 (en) * 2016-11-24 2017-03-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) DEVICE FOR CONTINUOUS CONCENTRATION OF BUTANOL FROM DILUTED BINARY WATER-BUTANOL MEDIA
RU2636002C1 (en) * 2017-02-20 2017-11-17 Общество с ограниченной ответственностью ООО "Инжиниринговый центр "Зеленая химия" Method of butanol separation from cultural environment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Motta et al. Oil Produced Water treatment for oil removal by an integration of coalescer bed and microfiltration membrane processes
AU2009217223B2 (en) Method for desalinating water
RU2012104408A (en) COMPACT WASTE WATER CONCENTRATOR OPERATING ON WASTE HEAT
RU152470U1 (en) DEVICE FOR ISOLATING BUTANOL FROM AQUEOUS SOLUTIONS
CN102145257A (en) Method for cleaning filtering membrane modules
CN104707458B (en) Method and device for removing siloxane in garbage landfill gas/methane
Soltani et al. CFD simulation of transport phenomena in wastewater treatment via vacuum membrane distillation
CN101559292B (en) Oil removing technique by filtration method
EA201650061A1 (en) SUBSTANCE FOR COLLECTION OF OIL AND PETROLEUM PRODUCTS FROM WATER SURFACE AND METHOD OF ITS USE
CN202337700U (en) Produced water-gas rotary-floating oil remover
CN203307167U (en) Oil-containing wastewater treatment device
CN205473092U (en) Disposing device for oily wastewater
CN215516746U (en) Multistage membrane concentration oily wastewater device
CN205367806U (en) Surplus aqueous ammonia removes oil groove
CN204637922U (en) A kind of cold analysis still device for recovering tail gas
CN104711058A (en) Method and device for deeply removing siloxane from garbage landfill gas/methane
RU176699U1 (en) Oily water separator
Farnand et al. An evaluation of the use of porous membranes for the dewatering of wellhead bitumen/water/mineral emulsions
RU2012147979A (en) METHOD FOR ISOLATION AND CONCENTRATION OF ORGANIC MATTERS FROM LIQUID MIXTURES AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
JP6720104B2 (en) Water intake method and water intake device
CN208517015U (en) A kind of percolate ultrafiltration apparatus
CN204162474U (en) For reclaiming the positive osmosis water treatment system containing dibasic alcohol liquid
RU2511328C2 (en) Method for pumpless fluid pumping-out
Ganeshan et al. DESIGN AND FABRICATION OF UP DE-SALINATOR KIT
CN204786450U (en) PECVD tail gas processing apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
PD1K Correction of name of utility model owner
PC12 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for utility models

Effective date: 20170427

MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20210130